【摘要】：小麥赤霉病是發(fā)生在小麥穗部的重大病害,嚴重影響小麥產(chǎn)量。隨著氣候條件的日益變化,赤霉病在中國的發(fā)病區(qū)域正在由南向北逐步蔓延。因此赤霉病的研究迫在眉睫。近年來前人已經(jīng)對赤霉病的發(fā)病機理開展了大量的相關研究,但是小麥赤霉病抗病性背景材料非常缺乏,且由于其復雜性和長周期性,導致工作進程的緩慢性和艱難性。目前,人們對小麥赤霉病的抗性機制的研究還并不成熟。本實驗以抗赤霉病小麥品種-蘇麥3號為研究背景材料。首先,對用禾谷鐮刀菌侵染后的小穗進行激素測定。以此為研究基礎并結合分子生物學實驗對茉莉酸(Jasmonic Acid,JA)合成路徑的三個關鍵酶基因進行了赤霉病抗病性驗證。本實驗主要研究內容為:1.為了確認JA是否響應赤霉病,以及水楊酸(Salicylic Acid,SA)和JA在響應赤霉病的過程中的含量水平,本實驗測定了禾谷鐮刀菌誘導下蘇麥3號中JA含量的變化。對處理0h、12h、24h、48h、72h和96h后的接菌穗的穎殼、穗軸分別取材并進行激素測定。測定結果表明:接菌后0-12h穗軸和穎殼中的JA含量呈上升趨勢,0-24h呈下降趨勢,在24-72h呈上升趨勢,并在72h時含量達到最高峰,隨后便急劇下降。而SA在0-12h呈下降趨勢,在隨后呈現(xiàn)出不同程度的上升趨勢。這說明小麥在受到侵染后,SA和JA含量的上升與抗病過程有密切的關系。然而上升趨勢的不同以及在72h時JA含量急劇下降和SA的急劇上升可能均與兩者的拮抗性有關。但可以推測JA在赤霉病抗病過程中發(fā)揮著積極的作用。2.為了驗證JA參與赤霉病抗性,本實驗采用了激素外施的方法對小麥的離體穗子進行了處理。結果發(fā)現(xiàn),用SA和MeJA處理感病材料后均可以提高離體小麥對赤霉病的抵抗能力;JA處理抗病材料穗部反而會促進感病。說明,SA對提高小麥穗部的赤霉病抗性有正調控作用,而JA在不同抗感材料中可能存在不同的調控機制。3.本實驗利用外源MeJA激素探索激素對禾谷鐮刀菌的直接作用。實驗結果顯示外源激素SA、MeJA可以抑制禾谷鐮刀的生長蔓延。其中JA在0.1mmol/L時對禾谷鐮刀菌呈現(xiàn)明顯抑制作用,SA在0.2mmol/L時對禾谷鐮刀菌呈現(xiàn)出抑制作用。4.利用BSMV-VIGS體系分別沉默了小麥葉片和穗部JA信號路徑相關的基因,結果發(fā)現(xiàn)TaAOC、TaAOS及TaOPR3基因沉默后,蘇麥3號增強了對禾谷鐮刀菌(F.graminearium)的敏感性,促進了赤霉菌的侵染和發(fā)生。5.RNAi轉基因TaAOS小麥的赤霉病鑒定。實驗結果顯示與VIGS結果相吻合,即沉默掉TaAOS基因會增加了小麥赤霉病的感病性。
【圖文】：

研究者對植物如何識別、感知外界的各種生物和非生物脅迫信息并如何啟動JA信號路徑促進茉莉酸分子的生物合成進行了大量的深入研究。茉莉酸為植物體內合成的天然化合物，其合成途徑如下（圖1）（Song et al. 2013）。具體反應為脂解酶DAD1（defective in anther dehiscence1）從膜磷脂中釋放α -亞麻酸LA，，通過脂氧合酶LOX

圖 2 JA 信號轉導途徑Fig. 2 JAsignaling pathway毒誘導的基因沉默（VIGS）的研究進展于植物受病毒侵染后的癥狀可以恢復的現(xiàn)象引起科研工作者關注（Van 7）。近年來，VIGS 作為沉默植物內源基因的反向遺傳學技術（Burch-Smith et a已被成功并廣泛應用。VIGS 技術方法是利用攜帶目的基因的反轉錄 RNA 片段
【學位授予單位】：山東農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S435.121.45

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